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    • 受力筋搭接钢筋混凝土梁受弯性能试验研究

      2023(1):1-10.

      摘要 (714) HTML (0) PDF 23.53 M (344) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究钢筋搭接接头对钢筋混凝土梁受弯性能的影响,验证现有钢筋搭接长度修正系数是否能满足《混凝土结构设计规范》(GB?50010—2010)的正常使用极限状态限值要求,以钢筋搭接长度和搭接百分率为变量,完成了16根两点集中荷载作用下受力钢筋搭接钢筋混凝土简支梁受弯性能试验. 对试件的裂缝发展、裂缝宽度、裂缝间距、破坏形态、受弯承载力和跨中挠度等进行了观测. 试验结果表明:搭接百分率及钢筋搭接长度对试验梁的承载能力及变形有较大影响,钢筋搭接长度较大的梁试件均能满足承载能力要求;在使用阶段荷载下,试验梁的跨中挠度均满足限值要求,但钢筋搭接长度较小的梁裂缝宽度不满足限值要求. 基于试验数据并考虑搭接百分率及钢筋搭接长度两个参数,给出了钢筋搭接梁最大裂缝宽度与钢筋无搭接梁最大裂缝宽度的关系,并提出了钢筋搭接长度修正系数的建议值,以此为基础对我国混凝土结构设计规范及美国ACI 318规范的合理性进行了探讨.

    • 基于卡尔曼滤波改进压缩感知算法的车辆目标跟踪

      2023(1):11-21.

      摘要 (624) HTML (0) PDF 22.34 M (593) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统的基于压缩感知技术的目标跟踪算法存在的跟踪漂移问题,提出了一种采用改进压缩感知算法和卡尔曼滤波方法相结合的车辆目标跟踪算法. 首先,通过传统压缩感知目标跟踪算法识别出本帧目标存在概率最大的区域得到观测值; 其次,利用卡尔曼滤波预测本帧的跟踪轨迹得到预测值,通过卡尔曼滤波增益系数对预测值与观测值进行修正,获得最终目标跟踪结果; 最后,在修正后的目标区域周围进行正负样本采样以实现朴素贝叶斯分类器更新,进而实现目标跟踪轨迹的实时更新. 通过实验室试验以及野外实测验证了所提方法的可行性,相较于基于压缩感知技术的目标跟踪算法,本文所提方法的跟踪结果平均误差分别降低了48%和89%,跟踪轨迹更加趋近车辆真实运动轨迹.

    • 套筒截面尺寸对套筒灌浆搭接接头拉伸性能影响试验

      2023(1):22-35.

      摘要 (601) HTML (0) PDF 21.28 M (347) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究套筒截面尺寸对套筒灌浆搭接接头受力性能的影响,进行了39个套筒厚度、内径不同试件的单向拉伸试验,研究了其破坏形态、极限承载力、延性、钢筋和套筒应变等性能. 结果表明:试件的破坏形式有钢筋拉断破坏和钢筋拔出破坏;由于加载偏心影响,试件的有效搭接长度约为设计搭接长度的81%;套筒内径相同时,在一定厚度范围内,随壁厚增加,套筒约束增强,试件承载力增大;套筒壁厚相同时,壁厚较小(1.5?mm)时,约束较弱,内径(类似保护层厚度)越大,试件承载力越大,壁厚大于等于2.0?mm时,约束增强,试件发生拉断破坏,内径的增加对承载能力影响小;在弹性阶段,套筒壁厚比套筒内径对钢筋-灌浆料黏结力的影响更明显;套筒中部截面的纵向应变在加载前期为拉应变,随荷载增大逐渐向压应变转化;套筒中部截面的环向应变在加载前期为压应变,随荷载增大逐渐转变为拉应变.提出的接头极限黏结应力和钢筋临界搭接长度计算公式,适用性较好,可供实际工程参考.

    • 构造形式对复合叠合板弯曲刚度的影响

      2023(1):36-44.

      摘要 (565) HTML (0) PDF 8.34 M (345) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对近年来混凝土叠合板向大跨度发展的需求,提出一种内填轻质蒸压加气混凝土砌块的复合叠合板. 开展了不同参数变化(纵肋、加气块、横肋)的复合叠合板与现浇普通混凝土板的受弯性能对比试验,分别从承载能力、弯曲刚度、截面整体工作性能等影响受弯性能的力学指标参数开展研究;对比分析了常规现浇板与复合叠合板受弯性能的异同,重点研究了不同参数变化对复合叠合板弯曲刚度的影响机理;在此基础上,提出适用于不同受力阶段的复合叠合板短期弯曲刚度计算公式. 结果表明:复合叠合板与普通混凝土现浇板的受弯破坏过程类似,破坏前均有较明显特征,且裂缝分布也基本相似,呈典型的单向板受弯破坏模式,现浇板的开裂荷载高于复合叠合板,但屈服荷载及极限承载能力均低于复合叠合板;不同的构造形式对复合叠合板的受弯性能有一定影响,依据本次试验,其影响因素从大到小依次为:纵肋>填充块是否外露>横肋.

    • 矩形钢管偏心相贯梁柱节点平面内抗弯承载力

      2023(1):45-58.

      摘要 (316) HTML (0) PDF 10.81 M (391) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究矩形钢管偏心相贯梁柱节点的平面内抗弯性能,完成了节点的平面内抗弯承载性能试验,得到其承载力和破坏模式,并通过有限元参数分析对理论式进行改进,结合回归分析,建立节点平面内抗弯承载力的实用计算式. 结果表明,节点的破坏模式为主管翼缘管壁屈服与腹板压屈的组合破坏. 加劲肋可有效提高矩形管偏心相贯梁柱节点的抗弯承载力. 通过参数分析,得到了梁柱翼缘宽度比、梁截面高度与柱翼缘宽度比、柱截面管壁宽厚比、梁柱截面壁厚比等参数对矩形管偏心相贯梁柱节点承载性能的影响规律,结果表明,增大梁高以及增大柱壁厚对于提高承载力最为有效. 最后拟合得到矩形管偏心相贯梁柱节点的承载力计算式,通过和试验结果及数值计算结果的对比,验证了计算式的准确性.

    • 冷弯薄壁型钢组合墙体简化计算模型研究

      2023(1):59-68.

      摘要 (485) HTML (0) PDF 15.16 M (325) 评论 (0) 收藏

      摘要:组合墙体作为冷弯薄壁型钢结构体系的主要承重和抗侧力构件,其受力性能对房屋整体结构抗震性能的影响应重点关注. 基于此,建立冷弯薄壁型钢组合墙体简化计算模型,采用非线性对角弹簧模拟分析组合墙体的剪切变形,设置梁式杆件模拟分析组合墙体的弯曲变形,且墙体门窗洞口的影响也可在模型中体现. 借鉴日本规范建议的墙体等代拉条法,推导出简化计算模型中对角弹簧轴向刚度的计算方法. 结合组合墙体拟静力加载试验,验证了组合墙体简化计算模型的正确性,该模型满足基于弹性的设计要求,不适用于结构的弹塑性分析. 最后,基于组合墙体的简化计算模型,参照振动台试验试件建立了3层冷弯薄壁型钢结构房屋的有限元模型,通过弹性动力时程分析验证了组合墙体简化计算模型的正确性,可为轻钢结构的抗震设计提供参考.

    • 两种新型钢管混凝土格构式风电塔架节点损伤机理对比分析

      2023(1):69-77.

      摘要 (325) HTML (0) PDF 13.09 M (371) 评论 (0) 收藏

      摘要:为寻求更适合钢管混凝土格构式风电塔架的节点形式,设计了两个分体球型节点和两个椭球型节点进行静力试验研究. 通过控制球台壁厚的变化,对两种节点的破坏模式、腹杆荷载变形曲线、球台以及球台压板区的应力分布情况进行对比分析,并通过ABAQUS对参数进行扩展. 研究结果表明:分体球型节点的破坏模式为球台材料强度破坏与球台压板屈曲破坏;椭球型节点的破坏模式为球台压板撕裂破坏与螺栓螺纹破坏. 椭球型节点的极限承载力更高. 相对于椭球型节点,分体球型节点应力分布更为均匀,应力极差更小,材料利用率更高,经济性更好. 当球台壁厚由6?mm增长至10?mm时,两种节点的极限承载力均明显增长,分体球型节点球台应力水平降低的同时球台压板应力水平显著提高,椭球型节点球台及球台压板应力水平均有较大程度降低. 由有限元分析可知:分体球型节点与椭球型节点在球台壁厚分别增长至7?mm与9?mm时,节点的极限承载力对球台壁厚的敏感度显著降低.

    • 竖向荷载作用下悬索桥纵向变位特征与机理

      2023(1):78-89.

      摘要 (608) HTML (0) PDF 3.51 M (609) 评论 (0) 收藏

      摘要:为揭示竖向荷载作用下悬索桥纵向变位特征与机理,以主缆变形理论为基础研究了其竖向荷载下的变位特征,并得出了其竖向及纵向位移解析解;在此基础上,分析了竖向荷载作用下传统悬索桥和设有中央扣悬索桥的纵向变位特征及加劲梁纵向位移,揭示了中央扣纵向约束机制,并分别推导了加劲梁在竖向荷载下的纵向位移计算公式;最后,通过算例分析验证所提位移计算公式计算精度. 结果表明:由于主缆的几何非线性特征,竖向位移与纵向位移相互耦合,在非对称竖向荷载作用下,主缆发生非同步纵向位移,而加劲梁主要以类似“摆锤体”发生刚体的纵向位移;跨中处主缆、加劲梁及中央扣因中央扣的存在形成一个“刚域”区,从而导致加劲梁纵向位移减小;所提计算方法与有限元数值解法在不同竖向荷载工况下吻合良好.

    • 基于裂纹扩展的锈蚀拉索疲劳寿命评估

      2023(1):90-99.

      摘要 (732) HTML (0) PDF 4.28 M (561) 评论 (0) 收藏

      摘要:将平行钢丝索视为一个多裂纹竞争的串-并联模型,通过点蚀不均匀系数确定锈蚀钢丝的初始裂纹尺寸. 基于疲劳裂纹扩展速率模型各参数的概率分布,采用疲劳失效全过程Monte-Carlo模拟法计算了不同断丝率下拉索的疲劳寿命,并通过试验数据对计算结果进行了验证. 结果表明:拉索断丝率随疲劳次数增加符合幂级数的增长规律,当拉索的断丝率达到10%之后,拉索的断丝率迅速增长而失去抵抗疲劳荷载的能力. 纤维束模型中串联钢丝单元划分越多,拉索的疲劳寿命越短,但这种趋势会随着钢丝单元数的增加而逐渐趋于稳定. 锈蚀拉索的疲劳寿命服从Weibull分布,点蚀效应缩短了钢丝裂纹萌生寿命,随锈蚀程度的增加,拉索疲劳寿命均值大幅下降,变异性减小,其抗疲劳性能快速劣化. 通过雨流计数法将随机荷载历程转化为疲劳荷载谱块的重复作用,基于钢丝的腐蚀发展规律计算了不同腐蚀程度拉索的疲劳寿命,建立了随机荷载作用下拉索腐蚀程度与疲劳寿命劣化之间的关系模型. 根据P-dc-N曲线可对锈蚀拉索服役期的疲劳可靠性进行评估,应用时需要准确掌握拉索钢丝的缺陷或腐蚀细节信息.

    • 并列双方柱在偏向流流态下的气动性能

      2023(1):100-108.

      摘要 (300) HTML (0) PDF 15.41 M (320) 评论 (0) 收藏

      摘要:小间距并列双方柱存在独特的偏向流现象,为了进一步揭示并列双方柱在偏向流流态下的气动性能,在雷诺数(Re)为8.0×104、间距比(T/B,其中T为方柱中心间距,B为方柱边长)范围为1.25 ~ 5条件下,通过测压风洞试验方法研究了并列双方柱的表面风压、气动力、Strouhal数等气动参数随间距比的变化规律,重点探讨了发生偏向流现象时气动力的时频特性和气动力展向相关性. 并列双方柱的偏向流现象主要发生在T/B = 1.25~2的范围内,气流的偏转方向具有随机性,这一现象会随间距比的增大而逐渐消失;发生偏向流现象时,两个方柱的平均阻力系数、脉动风压系数均小于单方柱,但两个方柱间隙侧壁面受到的负压远强于单方柱;与宽尾流方柱相比,窄尾流方柱的平均阻力系数更大,脉动气动力系数更大,间隙侧壁面受到平均负压更强,气动力系数沿方柱展向的相关性更强.

    • 流线型箱梁涡激共振响应模型尺寸效应

      2023(1):109-118.

      摘要 (284) HTML (0) PDF 12.17 M (322) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对闭口流线型钢箱梁涡激共振响应风洞试验研究中存在的尺寸效应问题,依托广东南沙至中山高速公路洪奇门特大桥,采用风洞试验和计算流体动力学相结合的方法进行研究. 首先分析了两种几何缩尺比下闭口流线型箱梁节段模型风洞试验中涡激共振响应的差异;然后,采用流固耦合数值模拟方法计算了不同缩尺比闭口流线型箱梁断面涡振响应. 结果表明:闭口流线型钢箱梁涡激共振响应存在明显的模型尺寸效应,表现为常规比例(λL=1/60)主梁节段模型涡振振幅大于大比例(λL=1/30)主梁节段模型涡振振幅;二维数值模拟计算得到的涡激共振响应锁定风速区间、振幅与风洞试验结果吻合较好,验证了数值模拟方法的精度,同时也表明模型长宽比及试验阻塞率的差异不是闭口流线型箱梁涡激共振尺寸效应的主要影响因素;随着主梁断面模型缩尺比的增大,其涡激共振响应总体呈现下降趋势,且不同缩尺比下主梁断面静态绕流流场的涡脱频率分布存在显著差异.

    • 竹集成材钉节点抗剪性能试验研究

      2023(1):119-127.

      摘要 (294) HTML (0) PDF 7.07 M (340) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究铁钉直径和夹角对节点的破坏模式及承载力、滞回特性、刚度退化、耗能能力等性能的影响,对50个竹集成材(laminated bamboo lumber,LBL)钉节点进行单调和低周反复荷载试验. 结果表明:不同加载模式下的节点破坏模式存在明显区别. 单调荷载作用下,节点的破坏模式主要表现为铁钉“双铰”模式和钉杆下部的纤维压碎破坏. 而在低周反复荷载作用下,大部分的铁钉发生了由于反复弯曲变形所致的疲劳断裂破坏,这种破坏现象却极少发生在振动台试验和实际的地震中. 铁钉直径是影响钉节点受力性能的主要因素,节点的承载能力和刚度随铁钉直径的增加而显著提高,而夹角对节点的力学性能影响较小. LBL钉节点单调加载试件的承载力和刚度均比低周反复荷载加载试件高. 加载初期试件的荷载-位移滞回曲线形状不饱满,具有明显的“捏缩”现象. 试件的累积耗能随铁钉直径增大而增加,并随加载角度增大而减小. 研究成果可为LBL钉节点的设计提供理论依据,并加速其在土木工程领域的应用.

    • 超高性能海水海砂混凝土的组成设计与纤维增强增韧

      2023(1):128-136.

      摘要 (363) HTML (0) PDF 35.03 M (316) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于单纯形重心设计法对超高性能海水海砂混凝土(ultra-high performance seawater sea-sand concrete, UHPSSC)进行了配合比设计优化,并研究了短切超高分子量聚乙烯(ultra-high molecular weight polyethylene, UHMWPE)纤维和钢纤维对UHPSSC工作性能和力学性能的影响. 结果表明:在综合考虑UHPSSC的流动度、抗折强度和抗压强度的情况下,胶凝材料组成的最优配比确定为水泥、硅灰、粉煤灰的质量比为0.75∶0.15∶0.10. 随着短切纤维掺量的增加,UHPSSC的流动度逐渐降低,抗折强度、抗压强度和弯曲韧性均逐渐增加. UHMWPE纤维对UHPSSC流动度的影响程度更大,而钢纤维对力学性能的提升效果更明显. 随着UHMWPE纤维体积分数的增加,UHPSSC的弯曲破坏模式逐渐由脆性破坏转变为韧性破坏. 当UHMWPE纤维掺量为1.0%时,二次峰值荷载会高于初裂荷载. 此外,当同时混掺钢纤维和UHMWPE纤维时,UHPSSC的流动度略有下降,抗折强度、抗压强度及弯曲韧性均大幅提高. 本研究成果可为UHPSSC的设计和工程应用提供一定的参考.

    • 聚醚胺接枝氧化石墨烯对沥青性能的影响

      2023(1):137-143.

      摘要 (420) HTML (0) PDF 2.08 M (299) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了改善氧化石墨烯(GO)在沥青基体中的分散性,提升GO及其衍生物改性沥青的性能,合成了聚醚胺接枝氧化石墨烯(PEA-GO)并通过傅里叶红外光谱(FTIR)试验和X射线衍射光电子能谱(XPS)对聚醚胺接枝前后的GO进行化学结构表征,验证了PEA-GO的成功合成. 对不同掺量GO及PEA-GO改性沥青的性能规律进行了分析,结果表明:相较于GO,PEA-GO对沥青常规性能的改善作用更加明显. 在相同掺量下,PEA-GO改性沥青的针入度、延度、软化点均高于GO改性沥青,而PEA-GO改性沥青的黏度低于GO改性沥青. 在相同掺量下,PEA-GO改性沥青的复数剪切模量(G*)、车辙因子(G*/sinδ)均高于GO改性沥青,当PEA-GO的掺量为沥青质量的0.05%时,改性沥青的G*最高,且PEA-GO改性沥青的相位角(δ)均低于GO改性沥青,表明PEA-GO对沥青的高温抗变形能力、弹性恢复能力、抗车辙能力的改善优于GO.

    • 考虑地层三维空间分布的盾构掘进模拟

      2023(1):144-151.

      摘要 (478) HTML (0) PDF 15.37 M (291) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究复杂地层条件下盾构掘进引起的地层扰动规律,提出了一种考虑地层三维空间分布的盾构掘进模拟方法. 该方法利用Kriging算法构建三维地质模型,通过条件判断算法将地层空间分布信息嵌入到有限元模型中,进而实现考虑地层三维空间分布的盾构掘进模拟. 此外,采用C#语言编写了复杂地层盾构掘进模拟前处理程序. 以长沙地铁四号线为例,根据掘进断面内极软岩、软岩、坚硬岩的占比,选取具有3种不同地层条件的区段,利用该前处理程序构建了土压平衡盾构机掘进过程模型,并开展模拟. 模拟结果显示盾构掘进断面内极软岩占比增大会导致地表最终沉降量显著增加. 相比于极软岩占比为50%的掘进断面,全断面极软岩处的地表最终沉降量增加了11.67?mm. 模拟结果与实测数据规律一致,验证了所提方法的有效性.

    • 柔性基础下等芯型水泥土复合桩荷载传递特性分析

      2023(1):152-160.

      摘要 (1092) HTML (0) PDF 4.07 M (458) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探讨柔性基础下等芯型水泥土复合桩的荷载传递规律,首先深入分析了它在竖向荷载作用时的受力变形模式,并基于试验研究成果,引入双指数函数型荷载传递模型刻画芯桩-水泥土界面的剪切软化过程,同时引入理想弹塑性荷载传递模型描述水泥土-土界面的剪切变形特性;然后将桩划分为若干个单元体,基于荷载传递法,建立了芯桩、水泥土桩、桩周土之间的荷载传递分析模型,导出了各部分单元体应力与变形计算递推公式;再采用迭代计算法,构建了芯桩、水泥土桩和桩周土的轴力、侧摩阻力以及界面相对位移的计算流程,从而提出了一种柔性基础下等芯型水泥土复合桩的荷载传递规律分析计算方法;最后,通过与现场试验结果和工程案例进行对比分析,验证了本文方法的可靠性,同时基于计算结果分析得到了柔性基础下等芯型水泥土复合桩的侧摩阻力和轴力分布规律. 研究成果可为柔性基础下等芯型水泥土复合桩的工程设计提供参考.

    • 不同水化环境下高岭土微观结构各向异性研究

      2023(1):161-170.

      摘要 (679) HTML (0) PDF 22.36 M (320) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究不同水化环境对高岭土微观结构各向异性的影响,以美国南卡罗来纳州的高岭土(Acti-MinR PG)为研究对象,进行不同盐、酸、水环境下的沉积试验,利用X射线衍射仪(XRD)对高岭土样品基于角从转动至扫描测得13个XRD衍射图谱,基于MAUD软件采用Rietveld全谱拟合法对衍射图谱进行定量织构分析. 在填补黏土微观织构定量(非定性)分析方法研究欠缺的基础上,确定了高岭土颗粒的空间取向分布,并从微观角度对结构各向异性形成机理进行阐述. 结果表明:离子浓度和pH值会影响高岭土的颗粒排布. 盐溶液离子浓度增大,双电层斥力减弱促使颗粒形成聚集结构,高岭土择优取向增强,使土体表现出强烈的结构各向异性;溶液pH值减小,边-面结构之间的静电引力促使颗粒形成絮凝结构,高岭土择优取向减弱.

    • 非饱和土刚性挡墙抗滑移稳定性上限分析

      2023(1):171-180.

      摘要 (335) HTML (0) PDF 7.70 M (287) 评论 (0) 收藏

      摘要:在以往挡墙稳定性分析中多假定墙后回填土为饱和土,忽略了吸应力效应对挡墙滑动稳定性的影响,从而导致计算结果失真. 鉴于此,在广义有效应力原理基础上,推导了适用于非饱和土的功能平衡方程,并在此基础上采用能量法提出了一种挡墙-非饱和土系统抗滑移上限稳定性系数计算方法. 通过对比OptumG2数值软件和已有理论方法的结果验证了该方法的合理性,并探讨了土体剪切强度、进气值和渗流量等主要参数对挡墙稳定性的影响. 结果表明:1)相比砂土,吸应力对黏土挡墙稳定性影响更大,而相比黏土,砂土中黏聚力变化对墙土系统稳定性更为敏感;2)随着进气值增加,吸应力对墙土系统稳定性的贡献减少,最终趋于恒定,且吸应力对于高度较低的挡墙影响更明显;3)相比无吸力情况,考虑吸力作用的稳定性系数更大,不同渗流量对墙土系统稳定性的影响大小为:蒸发>静水>入渗,且渗流量对黏土和粉土挡墙稳定性影响最大,黄土次之,砂土最小.

    • 施工场地无人机精细化三维模型构建及土方测量

      2023(1):181-188.

      摘要 (251) HTML (0) PDF 17.46 M (389) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用无人机倾斜摄影测量技术,获取工程施工场地多视图影像序列,利用基于运动恢复结构算法(Structure from Motion, SfM)和多视图立体匹配算法(Multi View Stereo, MVS)的多视影像密集匹配形成超高密度点云,采用布料模拟滤波(Cloth Simulation Filter, CSF)算法剔除植被及废弃建筑物点云,获取真实地面点云,基于基底设计模型计算出两期点云之间土方量,实现复杂土方工程智能化测量. 采用上述无人机方法,对长沙岳麓山脚两块建设用地进行土方快速测量及精度评估,得到5.384 6亿点/公顷的点云密度,土方计算结果相对于RTK-GNSS测量结果误差为2.8%,满足土方测量误差小于5%的要求,具有较好的应用前景及工程实用价值.

    • 松散岩堆细-宏观强度关系与围岩压力

      2023(1):189-197.

      摘要 (738) HTML (0) PDF 4.51 M (454) 评论 (0) 收藏

      摘要:中国西南某铁路隧道围岩体为大孔隙率松散巨型岩堆体,是典型的非连续性颗粒材料,已不能用基于连续介质的经典土力学去解决其本构问题.为了从细-宏观角度研究松散岩堆的强度特性和围岩稳定性,从颗粒材料力学对致密砂土的力学分析出发,通过分析得出了松散岩堆的平面咬合模型的变形模式是点-面接触作用,推导出由岩堆内部岩块单元的摩擦角主导的宏观强度关系式;提出了松散岩堆岩体单元之间的咬合作用模型,得到松散岩堆咬合力关系,岩块单元间的细观摩擦角对宏观强度有较大影响;从适合破碎围岩的普氏理论出发,结合岩堆细观强度公式,得出了松散岩堆自然平衡拱轴线的计算方法,通过计算某铁路隧道围岩压力,验证了计算公式的合理性.

    • 负斜桩顶部水平受拉响应及p-y曲线特征试验研究

      2023(1):198-207.

      摘要 (712) HTML (0) PDF 10.29 M (458) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究倾斜桩的水平受拉响应特征,在模型砂土中设置0°、10°、20°倾斜桩及桩底嵌岩20°倾斜桩,桩顶施加水平拉力,拉力方向与倾斜方向相反,测试4根模型桩的水平位移、应变片与土压力盒应变,获得桩身水平位移、弯矩、土抗力和p-y曲线特征随倾斜角和桩底约束条件的变化规律. 结果表明:1)桩顶水平受拉时,随着倾斜角的增加,负斜桩顶部水平位移逐渐增大,弯矩峰值随之增大,而土抗力峰值逐渐减小,土抗力峰值点位置逐渐降低,单桩的水平承载力随之降低,抗弯能力减小;2)随着桩底约束程度的提高,负斜桩顶部水平位移减小,桩身弯矩峰值、土抗力峰值减小,单桩水平承载力增大,抗弯能力增强;3)水平荷载作用下,本模型的负斜桩破坏模式为“转动+弯曲”,转动点位置随倾斜角的减小或桩底约束程度的提高而下降;4)0°~20°负斜主动桩p-y曲线可采用p/pub= α(y/y50) β进行拟合,倾斜角与桩底约束程度对α影响不大,倾斜角对β值变化幅度影响较小,β值变化幅度随桩底约束程度提高而降低.

    • 盾构切削混凝土刮刀受力和磨损的离散元数值模拟研究

      2023(1):208-218.

      摘要 (849) HTML (0) PDF 34.42 M (373) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着城市隧道建设过程中盾构切削混凝土基础案例逐渐增多,研究盾构刮刀在切削混凝土过程中的受力和磨损对于保障盾构安全高效掘进、拓宽盾构机适用范围意义重大.在前期试验的基础上,利用离散元软件EDEM,对刮刀切削混凝土过程进行了数值模拟,研究了刀具参数(刀具前角、刀具后角、刀具形状)、试件强度、切削深度和切削速度对刀具受力的影响,并基于Archard模型探讨了刀具的磨损情况.计算结果表明,刀具前角越大,刀具受力越小;刀具后角和形状对其受力影响较小;试件强度、切削深度和切削速度越大,刀具的受力越大.数值计算得到的刀具切削力平均值与室内试验结果总体上有很好的一致性.刀具磨损情况最为严重的部位是刀尖;刀具前、后角越大,刀具磨损越严重;刀具磨损随切削深度、试件强度、切削速度的增大而增大.研究成果可为盾构刮刀设计和选型提供参考.

    • 超声波刮治机所引发气溶胶的时空分布特性

      2023(1):219-227.

      摘要 (468) HTML (0) PDF 10.47 M (251) 评论 (0) 收藏

      摘要:对牙周科诊疗过程中使用超声波刮治机所引发的气溶胶(粒径为0.3~10.0 μm)浓度和数量随时空的分布特性进行了现场测试. 在3个不同高度处,即患者呼吸区(0.8 m高)、医护人员呼吸区(1.1 m高)和过渡区(0.9 m高)以及距患者口腔水平距离0.8 m范围内设置采样点. 在诊疗期间使用强吸设备(内径为6 mm)的情况下,环绕患者口腔水平距离0.8 m范围内的气溶胶质量浓度(以下简称浓度)均值大约为300 μg/m3,明显高于室内空气质量标准中所规定的限值. 沿高度方向,医护人员呼吸区高度受喷溅气溶胶影响较小. 沿水平方向,气溶胶浓度沿不同方位的分布特性近似,并且随距离的增加衰减不明显. 与喷砂洁牙机相比,超声波刮治机所引发的气溶胶粒径以小于1 μm为主并且气溶胶动量较小,这表明不同诊疗设备可能造成完全不同的气溶胶污染风险. 因此,牙周科诊室呼吸道传染病交叉感染风险较高,现有防控措施(如强吸设备)不能有效限制气溶胶喷溅,仍需研发新型防控技术和装备.

    • 工程结构抗冰雹冲击研究进展及展望

      2023(1):228-236.

      摘要 (800) HTML (0) PDF 22.68 M (400) 评论 (0) 收藏

      摘要:冰雹是最严重的灾害性天气现象之一,且其灾致损失呈现逐年递增趋势,如何减少冰雹灾害造成的损失成为工程领域必须面对的现实问题. 然而目前结构抗冰雹冲击研究十分有限,因此系统开展结构冰雹冲击减灾防灾理论和实践研究具有重要意义. 本文首先综述了冰雹力学性能,然后详细介绍了工程结构抗冰雹试验和数值模拟研究现状,最后对冰雹和强风、暴雨耦合作用及机理相关研究进行了展望,以期为结构抗冰雹冲击研究提供基础资料和新的视角.

湖南大学学报(自然科学版)编辑部

年第卷第

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